机械课程设计二级减速器设计.doc

二、电动机的选择：（1）电动机型号的选择：根据电动机转速P电=5.5kw，传动不逆转，则同步转速n=1500rpm;选择电动机型号Y132S-4，P额=7.5KW，满载电流I=11.6A，效率=85.5%，功率因数cos=0.84;堵转电流/额定电流=7.0A;堵转转矩/额定转矩=2.2;最大转矩/额定转矩=2.2型号额定功率kw满载时转速r/min电流(380V时)A效率%功率因数Y132S-47.596011.685.50.847.02.22.2（2）电动机主要外形和安装尺寸如下：中心高H外形尺寸L*(AC/2+AD)*HD底脚安装尺寸A*B地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸D*E装键部位尺寸F*GD132475*345*178三、确定传动装置的总传动比和分配传动比1. 确定总传动比： 为电动机满载转速；为盘磨机主轴转速；为传动装置总传动比2.分配传动比：； 分别为两对斜齿轮的传动比；，取，则有 四、计算传动装置的运动和动力参数为进行传动件的设计计算，要推算出各轴的转速和转矩（或功率），如将传动装置各轴由高速至低速依次定为1轴、2轴同时每对轴承的传动效率1=0.99 圆柱齿轮的传动效率2=0.96联轴器的传动效率3=0.99 圆锥齿轮的传动效率4=0.95则可按电动机到工作机运动传递路线推算，得到各轴的运动和动力参数。1计算各轴转速： 为电动机满载转速； 分别为轴1至轴6的转速；2.各轴输入功率： 分别为相邻两轴间的传动效率3.各轴输出功率：4.各轴输入转矩：5.各轴输出转矩：根据上述运算过程，运动和动力参数计算结果整理于下表：轴名功率P 转矩T 转速输入输出输入输出电动机轴15.554.71960高速轴轴25.395.3453.6253.08960中间轴轴35.125.07184.99183.14264.46低速轴轴44.874.82530.96525.6587.57小锥齿轮轴54.774.72520.39515.1987.57大锥齿轮轴64.494.451223.571211.3335.03五、传动零件的设计计算1.高速齿轮的计算计算及说明结果（1）选择高速级斜齿轮材料和硬度：材料：45#钢 热处理方法：调质处理 硬度：小齿轮硬度260HBS，大齿轮硬度230HBS（2）齿数等基本参数：取小齿轮齿数 大齿轮齿数计算后的传动比取螺旋角 齿轮为8级精度 (3) 许用接触应力齿轮的工作寿命：h（工作年限为10年，一年按365天计算，每日两班制工作，每班8小时）齿轮的工作应力循环次数：取接触疲劳寿命系数， (4)求许用弯曲应力： 取 =(5)根据接触强度设计： 设载荷系数 齿宽 系数 弹性影响系数 查表得 小齿轮的分度圆直径： 计算圆周的速度：=计算齿宽：=模数：齿高： 计算齿宽与齿高比计算纵向重合度：计算载荷系数：使用系数 由，8级精度，查表得动载系数 齿向载荷分布系数 齿间载荷分配系数即载荷系数按实际载荷系数校正所得分度圆直径：计算模数：（6）按齿根弯曲强度设计：计算载荷系数：纵向重合度 计算当量齿数： 查取齿形系数： 计算大小齿轮的 齿面接触强度大于弯曲强度按接触强度计算分度圆直径来计算齿数几何中心距：圆整为求螺旋角值改变不多，不必修正计算大、小齿轮分度圆直径：计算齿轮宽度：=圆整后 （7）校核齿轮强度接触强度校核弯曲强度校核即满足要求（8）计算大齿轮尺寸 P191P206（10-13）P206（10-13）P207表10-19P209图10-21dP205(10-12)P206P205(10-12)P205表10-7P201表10-6P215图10-26P203(10-9)机原P195表10-5P216P193表10-2P194图10-8P197表10-4图10-13P195表10-3P192(10-2)机原P196表10-5P217图10-28机原P195表10-5P200表10-5P201（10-5）机原P194(10-34)P201P201(10-5a)P231图10-39注：参考资料未标表示机械设计第八版，机原为机械原理表1 高速级圆柱斜齿轮1传动参数表名称代号单位小齿轮大齿轮公式中心距传动比模数螺旋角（）端面压力角（）啮合角（）齿数分度圆直径节圆直径齿顶圆直径齿根圆直径齿宽材料及齿面硬度45#钢260HBS45#钢2300HBS法面齿顶高系数1法面顶隙系数0.25法面压力角2.低速齿轮的计算计算及说明结果（1）齿轮的材料和硬度材料：45#钢 热处理方法：调质处理硬度：小齿轮硬度250HBS 大齿轮硬度220HBS（2）齿轮的基本参数取 计算后的传动比取螺旋角 齿轮精度：8级（3）齿轮的许用接触应力取 查表可得许用接触应力： （4）求许用弯曲应力：取 查表可得 =（5）根据接触强度设计： 设 查表得 小齿轮的分度圆直径： 计算圆周的速度：=计算齿宽：=模数：齿高： 纵向重合度：计算载荷系数：使用系数由， 8级精度，查表得动载系数 载荷系数按实际载荷系数校正所得分度圆直径：计算模数：（6）按齿根弯曲强度设计：计算载荷系数：纵向重合度 计算当量齿数： 查取齿形系数： 计算 齿面接触强度大于弯曲强度，取满足弯曲强度设计，按接触强度计算分度圆直径来计算齿数（7）几何中心距：求螺旋角值改变不多，不必修正计算大、小齿轮分度圆直径：计算齿轮宽度： 圆整后取 （8）校核齿轮强度接触强度校核弯曲强度校核满足要求（9）计算大齿轮尺寸 同齿轮1P231图10-39表2 低速级圆柱斜齿轮传动参数表名称代号单位小齿轮大齿轮中心距传动比模数螺旋角（）端面压力角（）法面压力角20法面齿顶高系数1法面顶隙0.25齿数分度圆直径节圆直径齿顶圆直径齿根圆直径齿宽材料及齿面硬度45#钢250HBS45#钢220HBS3.锥齿轮的计算计算及说明结果1选择材料及硬度：材料：钢 硬度：小锥齿轮硬度280HBS 大锥齿轮硬度260HBS（2）锥齿轮基本参数：精度 ：8级 齿数： （3）计算接触疲劳强度：设 区域系数 （4）许用弯曲应力：取 =（5）取锥齿轮传动的齿宽系数(P224) 计算后 取（6）分度圆直径： 节锥顶距：节圆锥角： 大端齿顶圆：小齿轮：大齿轮: 齿宽：圆整后得 （7）按弯曲强度计算：使用系数 =由 8级精度 查表得 载荷系数： 满足要求P191表10-1P203P201P227（10-26）课设P35课设P36课设P36课设P36P226（10-24）P226注：课设-机械设计课程设计指导书表3锥齿轮传动参数表名称代号单位小齿轮大齿轮传动比模数锥距182.91分锥角()齿顶隙数1齿数分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径齿宽材料及齿面硬度45#钢260HBS45#钢230HBS六、轴的计算计算及说明结果1轴的初选：材料45钢 对于直径的轴，轴径增大5%至7% 2轴的校核切向力径向力轴向力a.根据水平面的受力图求1）水平面的支反力：, ,2）水平面的剪力 3）水平面的弯矩：,， ， 当，时，有最大b.根据垂直面的受力图(1)求垂直面的支反力： , ,（2）求垂直面的剪力 （3）垂直面的弯矩：,当，时，有最大由以上计算可知，当时的截面为最大危险截面。最大危险截面左侧：当时，有最大值。最大危险截面右侧：当时，有最大值(4)求扭矩c.校核危险截面强度：轴的抗弯截面系数：扭转切应力为脉动循环变应力，即轴的强度符合要求扭转强度校核：扭转强度符合要求。轴的刚度校核：当量直径 取满足条件扭转刚度校核：轴截面极惯性矩跨距长度 剪切弹性模量 扭转刚度符合要求P362表15-1P370表15-3P371P371材力第3章P231P231P231P373表15-4P373P373（15-5）P370表15-3P370（15-1）P376表15-5P375（15-12）材力P12表1-1材力P71材力P171表5-1P376P376表15-5P376（15-16）七、键联接的选择和计算1.键的选择d键的公称尺寸每100mm质量kg键槽尺寸bhC或rLtb半径r公称公差公称公差键1870.25-0.4400.0444.0+0.23.3+0.20.16-0.25键21080.4-0.6420.0635.03.30.25-0.4键31080.4-0.6620.0635.03.3键41490.4-0.6700.1555.03.32.键的校核：计算及说明结果低速轴上键4的校核：机械手册P581表7-3机械手册P580八、滚动轴承的选择和计算1.轴承的选择序号轴承代号基本尺寸基本额定负荷KN极限转速安装尺寸质量dDBCC脂润滑rdDrkg17305AC25621721.515.8950019.1325510.2327306AC30721925.218.5850031.1376510.3537310AC501102755.544.55600336010021.32计算及说明结果2.轴承的校核查表可知，派生轴向力左边为放松边，右边为压紧边,则，,则，轴承受轻微冲击，则载荷系数左轴承，符合要求。右轴承，符合要求P322表13-7P321表13-5P321表13-6P320(13-8a)P319(13-5)九、联轴器的选择：型号额定转矩许用转速轴孔直径轴孔长度螺栓质量转动惯量数量直径YL716048007600112120954M102285.560.029YL10630360060004511284160M1222912.460.112十、减速器润滑方式及附属零件的选择1.润滑方式：脂润滑（P332）润滑脂形成的润滑膜强度高，能承受较大的载荷，不易流失，容易密封，一次加脂可以维持相当长的一段时间，（表13-10）2.附属零件：减速器的附属零件包括：窥视孔盖，放油螺塞，油标，通气器，启盖螺钉，定位销，调整垫片，吊环和吊钩及密封装置，具体见装配图表4 铸铁减速器机体结构尺寸名称符号减速器型式及尺寸关系mm机座壁厚机盖壁厚机座凸缘厚度机盖凸缘厚度机座底凸缘厚度地脚螺钉直径地脚螺钉数目轴承旁联接螺栓直径机盖与机座联接螺栓直径轴承端盖螺钉直径窥视孔盖螺钉直径定位销直径df、d1 、d2至外机壁距离df 、d2至凸缘边缘距离轴承旁凸台半径凸台高度外机壁至轴承座端面距离大齿轮顶圆与内机壁距离齿轮端面与内机壁距离机盖、机座肋厚轴承端盖外径轴承端盖凸缘厚度吊环厚度轴承旁联接螺栓距离参考文献1濮良贵、纪名刚主编，机械设计第八版，高等教育出版社，19602龚溎义主编，机械设计课程设计指导书第二版，高等教育出版社，19823王世斌、亢一澜主编，材料力学，高等教育出版社，20084于庆波主编，工程材料，电子工业出版社，20095张彤、樊红丽、焦永和主编，机械制图第二版，北京理工大学出版社，20066李铁明主编，机械设计图册7蔡春源主编，机械零件设计手册第三版，冶金工业出版社，8韩进宏、王长春主编，互换性与测量技术基础，北京大学出版社2006